树突非线性对电场作用下神经元信号传导的影响

发布时间：2024-11-30 23:31

　　深度经颅磁刺激作为一种非侵入脑调制技术,通过装置中不同强度、频率的电流脉冲在脑区感应生成强度较弱的阈下电场,能够在改变靶区组织兴奋性、调制神经系统活动的同时降低组织损伤程度。但是,该技术中感应电场作用于神经元信息处理过程的机制仍不清晰。因此,本文采用模型研究方法,综合分析了感应电场的空间分布规律,并对神经细胞树突非线性特性在电场调制中的作用进行了解释。首先根据现有硬件平台,基于ANSYS 15.0有限元分析软件构建多线圈阵列模型。选取特定通电线圈构成不同线圈组合,研究激励线圈空间构型对感应电场空间分布特性的影响,发现感应电场的场强衰减速率和聚焦性之间存在的折衷关系。与传统8字形线圈相比,平面及帽形线圈阵列在刺激深度与聚焦性上均有所改善;而在不同构型的线圈阵列中,帽形阵列对于靶区的准确定位和刺激的灵活控制上具有更大的优势。神经元形态特性是树突非线性中不可或缺的部分。通过构建简化两间室生物物理模型,使用胞体-神经元膜面积比来量化表示神经元形态参数,研究细胞形态影响电场激发神经元放电时刻的机制。通过分别刻画胞体输入电流与电场极化效应、放电起始时间之间的关系,发现了外加电场强度与膜电位极化作用线...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1研究思路

在细胞放电活动中所起作用的思考。本课题主要针对钙离子分布及其作用进行探索，研究了神经元的电场频率敏感性。图1-1研究思路1.3.2主要贡献从TMS装置设计与优化角度，综合论述了多线圈阵列中通电线圈的组合方式及空间构型对感应电场空间分布特性的灵活控制；验证了线圈阵列的应用中....

图2-1头模型及皮层分割方法

2.2.1头模型构建研究中使用电导为0.33S/m、直径为170mm的均匀球体作为头模型。此数据与真实脑组织中头皮及大脑皮层的电导率相等，二者在整个脑区中所占体积较大。由于球体中的感应电场对径向电导率变化不甚敏感，故本章中对于不同的脑层（头皮，颅骨，脑脊液，灰质及白质）不....

图2-24种平面阵列线圈示意图

第2章多线圈阵列感应电场空间分布特性综合分析用41mm线圈间距；据上述参数构成主视图为方阵的多线圈阵列。阵列平面与大脑模型最小距离为5mm。针对多线圈阵列空间构型丰富、选择灵活多变的特点，在基本16线圈阵列基础上加以改进、扩展，故分别构建33，66（密....

图2-3多种类型对比示意图

图2-24种平面阵列线圈示意图对比不同类型线圈在电场衰减特性和聚焦性上的表现，传统圈平面阵列和36线圈帽形阵列构建示意图如图2-3所示。其建模数据来源于标准Magstim线圈，线圈两翼的外直径均为

本文编号：4013187